🚀僵尸进程 - Z(zomble)

一个进程的创建与资源回收是由父进程或者是OS进行的;
而僵尸进程的概念即为,当进程退出时其并不被允许进行资源回收即会处于僵尸状态(Z);
其主要的原因是其父进程并没有读取到子进程退出的返回状态;

存在一程序:

#include<iostream>
#include<unistd.h>
int main(){pid_t id = fork();if(id>0){//父进程sleep(5);while(1){cout<<"id : " <<id <<"  pid : "<<getpid()<<"  ppid : "<<getppid()<<endl;}} else{int n = 5;while(n--){//子进程cout<<"id : " <<id <<"  pid : "<<getpid()<<"  ppid : "<<getppid()<<endl;sleep(1);}}return 0;
}

在这段程序中,使用了fork()函数创建了一个子进程;
且这个子进程将在被创建后的五秒后退出;
但其父进程因为在调度队列当中并未对其子进程进行任何操作;
所以最终该子进程将会变为僵尸进程;

# 使用 while : ; do ps axj | head -1 && ps axj | grep myproc | grep -v grep; sleep 1; done 观察进程状态 PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
13665 14595 14595 13665 pts/1    14595 S+    1002   0:00 ./myproc
14595 14596 14595 13665 pts/1    14595 S+    1002   0:00 ./myprocPPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
13665 14595 14595 13665 pts/1    14595 R+    1002   0:00 ./myproc
14595 14596 14595 13665 pts/1    14595 Z+    1002   0:00 [myproc] <defunct>

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🛰️ 僵尸状态与死亡状态的区别 🛰️

• 僵尸状态(Zombie)

  僵尸状态中的僵尸是一个很抽象的词(死了但没死透);
  对于进程而言就是这个进程已经结束了但是结束的不干净,其代码资源将会被回收但是其PCB结构体仍然将被维护;
  僵尸进程将一直保留其僵尸状态直至其父进程将它的状态读取并对其进行回收为止;

• 死亡状态(dead)

  死亡状态顾名思义就是这个状态已经结束,且没有任何余痕;
  且死亡状态是一种返回状态,所以不会在任务列表中看见这个状态;

而实际上僵尸状态和死亡状态一般为两种阶段的状态,当一个进程死亡时首先将会把它的状态设置为Z僵尸状态,在其成为僵尸状态时等待其父进程或者是OS操作系统对其进行回收;
当父进程或者OS操作系统读取到了它的僵尸状态,将会进行一定的操作对其进行回收,此时这个进程将会出现瞬时性的死亡状态并退出;

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🛰️ 僵尸状态的危害 🛰️

• 僵尸状态将会一直维持该状态并等待其父进程或者OS操作系统对其状态进行读取并回收;
• 僵尸进程在维持僵尸状态的同时将会一直维护其PCB结构体,若是系统中存在大量的僵尸进程将会严重的占用内存资源;本质上僵尸进程本身就算是一种内存泄漏的问题;

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🚀孤儿进程

孤儿进程顾名思义就是该进程没有父进程;

#include<iostream>
#include<unistd.h>
int main(){pid_t id = fork();if(id>0){//父进程while(n--){cout<<"id : " <<id <<"  pid : "<<getpid()<<"  ppid : "<<getppid()<<endl;sleep(1);}} else{while(1){//子进程cout<<"id : " <<id <<"  pid : "<<getpid()<<"  ppid : "<<getppid()<<endl;sleep(1);}}return 0;
}

该程序中,使用fork()创建了一个子进程,在5秒后将会结束其父进程;

id : 0  pid : 17347  ppid : 17346
id : 0  pid : 17347  ppid : 1
id : 0  pid : 17347  ppid : 1
id : 0  pid : 17347  ppid : 1
$^C id : 0  pid : 17347  ppid : 1

在该子进程的父进程结束后子进程将继续运行,并继续进行打印;
但实际上这个进程将也不能使用ctrl C结束;
将一个子进程在运行时,其父进程若是在子进程结束之前先结束,这个子进程将会成为孤儿进程;

从上面的代码段可知,当父进程被结束后,其子进程的PPID,即其父进程的PID将会变为1;
实际上PID为1的进程一般为init进程,可以将这个进程理解为操作系统,统称一个进程的父进程死亡后其将变成孤儿进程,而它的PPID将会变为1,这种一般称为托孤;
这里的托孤即表示这个进程将会被托付给init进程由它进行对该子进程的管理;

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🛰️ 为什么托孤 🛰️

由于进程的创建以及回收等工作都是由其父进程或者OS进行操作;
而此时的父进程已经结束,若是这个子进程未被接管,将会没有其他的方式可以对其进行管理操作(包括回收等操作);

所以当一个孤儿进程成为孤儿进程时它将会直接被操作系统进行处理;

存在一个程序:

#include<iostream>#include<unistd.h>using namespace std;int main(){pid_t id = fork();if(id == 0){int i = 5;while(i--){cout<<"子进程 PID: "<<getpid()<<" PPID:"<<getppid()<<endl;sleeo(1);}}else{int j = 7;while(j--){cout<<"父进程 PID: "<<getpid()<<" PPID:"<<getppid()<<endl;sleep(1);}}return 0;
}

在该程序中将会创建一个子进程,且在父进程退出之前子进程先退出使得子进程变为僵尸进程;
在变成僵尸进程之后的2秒后其父进程进行退出;

# 使用 while : ; do ps axj | head -1 && ps axj | grep myproc | grep -v grep; sleep 1; done 观察进程状态14787 19377 19377 14787 pts/2    19377 S+    1002   0:00 ./myproc
19377 19378 19377 14787 pts/2    19377 S+    1002   0:00 ./myprocPPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
14787 19377 19377 14787 pts/2    19377 S+    1002   0:00 ./myproc
19377 19378 19377 14787 pts/2    19377 Z+    1002   0:00 [myproc] <defunct>PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND

# 程序运行后所显示
父进程 PID: 19377 PPID:14787
子进程 PID: 19378 PPID:19377
父进程 PID: 19377 PPID:14787
父进程 PID: 19377 PPID:14787

• 为什么这里的子进程在僵尸状态下最终会被回收(父进程并未进行其他操作而直接结束);

  这里真正的原因是因为子进程比父进程先结束而成为了僵尸进程;
  而父进程结束之后这个僵尸进程将托孤给PID为1的init进程,这个进程识别到这个被托孤的进程为僵尸进程将会直接将该进程资源进行回收;

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